Alles, was Sie über Raspberry Pi GPIO Pins wissen müssen

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Der Raspberry Pi ist ein billiger und winziger Computer, der eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen kann, darunter Retro-Gaming und ein sein Home Media Center Installieren Sie Kodi, um Ihren Raspberry Pi in ein Home Media Center zu verwandelnWenn Sie einen Raspberry Pi haben, können Sie ihn durch die Installation von Kodi in ein billiges, aber effektives Home Media Center verwandeln. Weiterlesen . Der Pi hat auch einen starken Fokus auf Bildung, mit beiden Kratzen Erste Schritte mit Scratch auf dem Raspberry PiMit unserem Scratch-Tutorial können Sie Spaß mit einem Raspberry Pi haben, auch wenn Sie nicht wissen, wie man programmiert. Weiterlesen und Minecraft Pi Edition Lernen Sie Python und Elektronik mit Minecraft Pi EditionWollten Sie schon immer das Codieren lernen, wussten aber nicht, wo Sie anfangen sollen? Erfahren Sie, wie Sie Minecraft auf dem Raspberry Pi mit Python und einer einfachen Elektronik steuern. Weiterlesen darauf ausgerichtet, jungen Menschen zu helfen, das Programmieren zu lernen, und die GPIO-Pins (

Allzweck-Ein- / Ausgang) eröffnen eine ganze Welt des elektronischen Bastelns und Erfindens.

Was sind Raspberry Pi GPIO-Pins?

In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie über die GPIO-Pins des Pi wissen müssen: Was sie tun können, wie sie verwendet werden und welche Fehler Sie bei der Verwendung vermeiden sollten.

Ein Hinweis bevor wir beginnen: Verschiedene Revisionen des Pi können mit ihren Pins variieren! Stellen Sie vor dem Anbringen von Gegenständen an Ihrem Board sicher, dass Sie die richtigen verwenden. Eine schnelle Möglichkeit zur Überprüfung ist die Eingabe Pinbelegung in das Terminal Ihres Raspberry Pi, wodurch ein Diagramm Ihres aktuellen Setups angezeigt wird.

Die GPIO-Pins sind in die Leiterplatte des Computers integriert. Ihr Verhalten kann vom Benutzer gesteuert werden, damit er Daten von Sensoren lesen und Komponenten wie LEDs, Motoren und Anzeigen steuern kann. Ältere Modelle des Pi hatten 26 GPIO-Pins, während die neueren Modelle alle 40 haben. Diese Tabelle zeigt, was jeder Pin tut:

In der obigen Beschriftung sehen Sie, dass es verschiedene Arten von GPIO-Pins gibt, die unterschiedlichen Zwecken dienen. Eine interaktive Version dieses Diagramms finden Sie unter pinout.xyz Es beschreibt auch eines der ersten verwirrenden Dinge, mit denen Sie zu kämpfen haben. An jedem Pin sind zwei Nummern angebracht. Es ist TAFEL Zahl (die Zahlen im Kreis) und seine BCM Nummer (Broadcom SOC-Kanal). Sie können auswählen, welche Konvention beim Schreiben Ihres Python-Codes verwendet werden soll:

# 1 - GPIO / BCM-Nummerierung. GPIO.setmode (GPIO.BCM) # 2 - Kartennummerierung. GPIO.setmode (GPIO.BOARD)

Sie können in jedem Projekt nur eine Konvention verwenden. Wählen Sie also eine aus und halten Sie sich daran. Keine der beiden Konventionen ist „richtig“. Gehen Sie also mit der Konvention um, die für Sie am sinnvollsten ist. Es ist jedoch anzumerken, dass bestimmte Peripheriegeräte auf der GPIO / BCM-Nummerierung basieren.

Für diesen Artikel bleiben wir bei TAFEL Nummerierung. Was machen die Pins eigentlich?

Power Pins

Beginnen wir mit den Power Pins. Der Raspberry Pi kann sowohl 5 V (Pins 2 und 4) als auch 3,3 V (Pins 1 und 17) liefern. Es bietet auch eine Boden (GND) für Schaltungen an den Pins 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 und 39.

Leider gibt es keine einheitliche Antwort darauf, wie viel Strom die 5-V-Stromanschlüsse aufnehmen können, da dies davon abhängt, welches Netzteil Sie verwenden und welches andere Komponenten, die Sie an Ihren Pi angeschlossen haben. Der Raspberry Pi 3 zieht nur 2,5 A aus seiner Stromversorgung und benötigt ca. 750 mA für den Start und normales Headless Betrieb. Dies bedeutet, dass bei Verwendung eines 2,5-A-Netzteils die 5-V-Pins einen Gesamtstrom von maximal 1,7 A liefern können. Ärgerlicherweise variiert dies jedoch zwischen den Pi-Modellen, wie diese Tabelle zeigt:

Für die meisten Benutzer, die gerade erst mit dem Pi beginnen, ist dies kein Problem, aber es ist zu beachten, wenn Sie mehr Zeit mit den GPIO-Pins verbringen.

Die 3,3-V-Pins sind etwas einfacher, da die jüngsten Raspberry Pi-Revisionen (ab Modell B +) bis zu 500mA Insgesamt und ältere Modelle bieten nur 50mA. Beachten Sie, dass dieser Strom auch von allen anderen GPIO-Pins geteilt wird!

Diese Pins können also Ihre Komponenten mit Strom versorgen, aber das ist alles, was sie tun. Das wirklich lustige Zeug kommt von den restlichen Pins.

Standard GPIO

Wenn Sie in der obigen Tabelle die Netzstifte ignorieren, sehen Sie, dass einige in verschiedenen Farben markiert sind. Die grünen Stifte sind Standard-GPIO-Stifte, die Sie für die meisten Anfängerprojekte verwenden. Diese Pins sind in der Lage, 3,3 V zu erzeugen Ausgabe, auch als Setzen des Stifts bezeichnet HOCH in Code. Wenn ein Ausgangspin ist NIEDRIG Dies bedeutet, dass es einfach 0 V liefert.

Sie sind auch in der Lage, eine zu nehmen Eingang von bis zu 3,3 V, was der Pin als liest HOCH.

Versorgen Sie die Stifte nicht mit mehr als 3,3 V: Dies ist ein schneller Weg, um Ihren Pi zu braten!

Probieren Sie unsere aus, um eine gute Anleitung für den Einstieg in die Verwendung der GPIO-Pins in einem einfachen Projekt zu erhalten Erste Schritte mit dem Raspberry Pi GPIO-Projekt Erste Schritte mit GPIO Auf einem Raspberry PiWenn Sie der Meinung sind, dass der Arduino cool ist, warten Sie einfach, bis Sie einen Raspberry Pi in die Hände bekommen - diese Dinge sind erstaunlich. Sie sind nicht nur ein voll funktionsfähiger Computer, sondern haben auch einen ... Weiterlesen .

Während wir einige der Stifte mit speziellen Verwendungszwecken in diesem Artikel behandeln, können Sie beliebige Stifte verwenden außer den Power-Pins und den Pins 27 und 28 als normale GPIO-Pins.

PWM

PWM (Pulsweitenmodulation) wird bei Komponenten wie Motoren, Servos und LEDs verwendet, indem kurze Impulse gesendet werden, um zu steuern, wie viel Leistung sie erhalten. Wir haben es mit einem Arduino in unserem verwendet Ultimative Anleitung zu LED-Streifen Tutorial Ultimative Anleitung zum Anschließen von LED-Lichtleisten an ArduinoEines der häufigsten LED-Produkte ist der LED-Streifen. In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie die beiden häufigsten Typen mit einem Arduino einrichten. Weiterlesen .

PWM ist auch auf dem Pi möglich. Pin 12 (GPIO 18) und Pin 35 (GPIO 35) sind Hardware-PWM-fähig, obwohl der Pi auch Software-PWM über Bibliotheken wie z Pigpio.

Für eine Einführung in den für PWM erforderlichen Code ist dies einfach Tutorial zur LED-Helligkeit sollte Ihnen helfen, loszulegen.

UART

Die Pins 8 und 10 (GPIO 14 und 15) sind UART-Pins, die für die Kommunikation mit dem Pi über die serielle Schnittstelle ausgelegt sind. Es gibt bestimmte Situationen, in denen Sie dies tun möchten, aber für die meisten Anfänger, die sich mit Ihrem Pi verbinden kopflos über SSH Einrichten Ihres Raspberry Pi für die kopflose Verwendung mit SSHDer Raspberry Pi kann SSH-Befehle akzeptieren, wenn er mit einem lokalen Netzwerk verbunden ist (entweder über Ethernet oder Wi-Fi), sodass Sie es einfach einrichten können. Die Vorteile von SSH gehen über das tägliche Screening hinaus ... Weiterlesen oder mit einem VNC So führen Sie einen Remotedesktop auf Raspberry Pi mit VNC ausWas ist, wenn Sie von Ihrem PC oder Laptop aus Zugriff auf den Raspberry Pi-Desktop benötigen, ohne Tastatur, Maus und Monitor anschließen zu müssen? Hier kommt VNC ins Spiel. Weiterlesen wird wahrscheinlich einfacher sein.

Wenn Sie an einer detaillierten Ansicht der Funktionsweise der seriellen Pins interessiert sind, Dies ist eine großartige Grundierung.

SPI

SPI (Serial Peripheral Interface Bus) ist eine Methode zur Kommunikation mit Geräten wie dem RFID-Lesegerät, das wir in unserem verwendet haben DIY Smart Lock mit Arduino und RFID DIY Smart Lock mit Arduino und RFIDHier erfahren Sie, wie Sie ein einfaches RFID-basiertes Smart Lock mit einem Arduino als Rückgrat und einigen billigen Komponenten erstellen. Weiterlesen Projekt.

Es ermöglicht Geräten, synchron mit dem Raspberry Pi zu kommunizieren, was bedeutet, dass viel mehr Daten zwischen dem Raspberry Pi übertragen werden können Meister und Sklave Geräte. Wenn Sie jemals eine verwendet haben kleiner Touchscreen Für Ihren Pi haben sie so kommuniziert.

Es gibt verschiedene Geräte und Erweiterungs-HATs für den Raspberry Pi, die SPI verwenden, und es kann Ihre Projekte für viel mehr Hardware öffnen, als die regulären GPIO-Pins aushalten können. Es erfordert jedoch ziemlich viel Verkabelung, um es zum Laufen zu bringen. Es gibt einen detaillierten Überblick über SPI auf der Raspberry Pi Foundation Website.

Stifte 19, 21, 23, 24, 25 und 26 (GPIO 10, 9, 11, 8, GND und GPIO 26) werden zum Verbinden mit einem SPI-Gerät verwendet und sind alle für einen reibungslosen Betrieb erforderlich. Ein guter Weg, um alle Spaghetti zu vermeiden, ist der Kauf einer vorgefertigten Erweiterung wie der HAT spüren, das auf Ihr Board passt und mit einer LED-Matrix und einem breiten Array an Sensoren ausgestattet ist. Es ist seit einigen Jahren ein Favorit und war sogar auf der Internationalen Raumstation verwendet einige Experimente machen!

Das SPI-Protokoll ist in Raspbian nicht standardmäßig aktiviert, kann jedoch zusammen mit I2C in der Datei raspi-config aktiviert werden.

I2C

I2C (Inter-Integrated Circuit) ähnelt SPI, wird jedoch allgemein als einfacher einzurichten und zu verwenden angesehen. Es kommuniziert asynchron und kann so viele verschiedene Geräte wie nötig unterstützen, sofern sie jeweils eindeutige Adressstellen auf dem I2C-Bus haben. Aufgrund dieses Adressierungssystems benötigt der Pi nur zwei I2C-Pins - Pin 3 (GPIO 2) und Pin 5 (GPIO 3), was die Verwendung erheblich vereinfacht als SPI.

Der geringe Platzbedarf von I2C eröffnet eine Vielzahl von Möglichkeiten. Mit Standard-GPIO-Pins würde das Einrichten eines LCD-Bildschirms und einiger Tasten fast jeden Pin einnehmen, wenn ein I2C-Gerät wie das verwendet wird Adafruit Negative LCD-Controller bringt es auf nur zwei Stifte!

Sparkfun haben eine vollständiger Überblick über SPI und I2C zusammen mit Beispielen, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern.

Die Pins 27 und 28 (mit ID_SD und ID_SC gekennzeichnet) sind ebenfalls I2C. Es werden vom Pi für interne Funktionen und auch einige HAT-Boards verwendet. Leg dich in der Regel nur mit ihnen an Ja wirklich weiß was du tust!

Raspberry Pi: Ein GPIO-Pin für alles!

Der Raspberry Pi ist das Schweizer Taschenmesser für moderne Computer. Zusammen mit einer riesigen Menge von fantastische tägliche VerwendungEs eröffnet auch jedem die Möglichkeit, seine eigenen coolen Kreationen zu machen.

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